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jason
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註冊日: 2003-02-15
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 非接觸式生理訊號感測技術 照護健康

中央通訊社 2015-12-02

國立中山大學電機系教授洪子聖成功開發創新微型低功耗雷達感測器技術,不僅可用於非接觸式無線遠端醫療照護,及養殖業各種動物生理數據監控,還可做為國防上的策略應用。
「非接觸式生理訊號感測技術」早在1970年代就被應用在生命徵象偵測用途上,如用於搜尋地震瓦礫堆下的生還者。隨著電子科技的進步,此一技術於 2000 年代開始朝向健康照護產品發展,監測預防因呼吸道受阻的嬰兒猝死症便是主要應用之一。
近年來由於資通訊科技發展神速,結合智慧型手機、平板等各種個人行動裝置與各式生醫感測器的產品,已成為時下熱門的個人健康監測設備,行動醫療及身域網路等新興科技與服務應運而生。
本案由工研院與中山大學產學處技轉中心促成其科技部計畫成果、與工研院共有之經濟部科專成果及獨有專門技術之組合,首創SIL雷達跨領域應用於畜牧業生理訊號感測監控,並將雷達系統小型化及模組化,完成包含雷達電路板、保護外殼、微波零組件、生理感測訊號處理設備等的展示樣機製作,達到可商業運用之價值,日前已通過國外畜牧業者驗證,並簽訂200萬美元授權契約,主要應用於畜牧業之牛隻生理監測。
以往牛隻是否健康,端賴牛隻的踏步情況來判斷,如果牛隻健康,則會有規律的踏步,因此過去的檢測方式是將計步器裝在牛隻身上,以踏步情形來做判斷。透過本雷達系統,可以非接觸方式監測牛隻生理狀態,更精確的掌握牛隻的健康情形,進而控管乳品及牛隻的繁殖品質。
除用於養殖業各種動物生理數據監控及受圈養動物監控外,SIL雷達還可應用於遠端醫療照護及嬰幼兒照護等生理監控、健康照護之用,這也是國外廠商接下來最有興趣技轉的應用方向。甚至還可用於反恐或人質搜救,或國防用途。


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 2016-01-26 07:13個人資料傳送 Email 給 jason
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 中山大學「獨創可攜式雷達」技轉案成功案例分享

經濟部智慧產財局 2016/6/6

2015年11月中山大學的「獨創可攜式雷達」技轉案,以200萬美金授權金、每年收取全球銷售額3%衍生利益金,成為我國電子通訊領域,史上技術移轉金額最大的案件;接著,2016年3月中山大學與鴻海合作,以「快篩食品安全」技術成立新創公司,再次成為媒體關注的焦點。顯見地處南台灣的中山大學,不再只是大家印象中的研究型大學,在校方的充分授權與專業經理人營運下,跨越地理條件限制,展現學校研發團隊的技術獨特性,在技術移轉領域交出漂亮成績單!

本次優質專利技轉經驗訪談來到西子灣,透過與中山大學技轉中心主任馬誠佑主任、田勝侑專案經理的對談,從「獨創可攜式雷達」的技轉實例中,找到了該校屢創技術移轉佳績的重要關鍵—「技術移轉與產學合作業務各自運作」,讓技轉案不再只是扮演產學合作案的配角,讓每一宗技轉案都可以獨挑大樑,成為帶動產業技術突破的主角,放大技術價值性,扶植產業找出基礎技術的多元應用層面,讓未受大家青睞的基礎技術成為技術轉型的要角。
透過訪談實錄,將帶領讀者認識中山大學在技術移轉業務上的獨特作法,及「獨創可攜式雷達」技轉案之成功歷程;同時也透過技轉專業經理人的眼光,描述技轉專業經理人應有的態度、及廠商找尋外部技術資源應具備的思維,助於國內技術移轉單位、產業技術需求者,重新啟動技術移轉的大轉輪,以新思維、新作法加速產業技術的演進!

全國唯一-技術移轉、產學合作獨立運作

為大幅度提升來自企業與法人單位的研發經費與智財相關衍生收入,中山大學在教育部激勵計劃的支援下,將原隸屬研發處之產學單位於98年1月正式成立「中山大學產學營運中心」,並於99年1月起將產學中心從任務編組之一級中心納編為校級一級行政中心,此為全國首創之舉,嗣後於103年8月1日更改制為「產學營運及推廣教育處」,並於104年1月將原智財組更名為技術移轉中心(以下簡稱:技轉中心),運作專利申請、專利維護、技術移轉、研發成果管理等業務。此舉,產學營運及推廣教育處擁有獨立的決策權,針對與產業合作業務,可自行決策、降低因行政程序等待,錯失合作良機,強化產業服務效率。

鑑於國內技轉案多是產學合作延續成果的交易,讓校內許多具有產業價值的技術無法真正反映出市值,中山大學首創、也是國內唯一將技術移轉、產學合作業務完全分離的大專院校,透過這樣的做法,中山大學期盼讓技轉成果可以真實被看見,產學成果、技轉成果不再混為一談,並在技轉專業經理人的經營下,讓研發成果都找到伯樂,創造更大的產業價值。

馬主任表示,產學合作案在國內大專院校的操作中,研發團隊在與產業進行合作時,無論透過申請政府的產學補助或委託研究,產學合作價金多在數十萬不等,但因為業者跟研發團隊熟識、且於產學案中投入大筆資金,因此廠商多會認定產學案的衍生技術應屬於企業所有,因此技轉通常是產學案的終端產物,技轉金額微薄;此情形,造成許多有價值的技術,無法真正展現其市場價值,也是許多學校技轉件數雖高、但授權金額難以成長的主因。

此外,產學合作的技術領域、型態相當多元,其專業經理人處理業務開發、協商簽約事務已相當繁忙,對於後端成果的「商業化應用」,若能交由技轉專業經理人處理,方能貼近產業實際需求,找出更適合產業運用的技術。在這樣的前提下,中山大學產學營運及推廣教育處成立以來,便將產學、技轉分別獨立,以讓產學、技轉的成果可以加以放大。

技轉流程獨樹一格,擴大技術價值

在技術移轉的過程中,中山大學有別一般大學,主要由「技術移轉中心」主導整個技術移轉案的進行,研發團隊在其中僅扮演技術支援角色,不介入商業談判的任一環節,在這樣的模式下,可以讓研發團隊持續精進技術發展,無須為技轉案的行政流程傷神,可將全副精神投入更為創新的技術突破。

田經理說道,一般大學院校的技轉案,多是因為研發團隊與產業熟識,或因為產學案的合作建立信任默契,進而促成技轉案,但由於研發團隊與廠商關係良好,所以在合作過程中,常在無形中將技術細節透露給廠商、或私下議定合作的細節,這樣的情況對於學校來說,的確可以省去開發技轉案的成本,但是卻無法讓技轉案實際反映技術的價值性,相當可惜!

而中山大學的技轉業務則摒棄這樣的做法,由熟悉商業操作模式的專業經理人敲磚(潛在客戶開發)、談判、合作細節、合約擬定等事務一手包辦,研發團隊只有在遭遇技術瓶頸時介入、解決技術問題。田經理說,以「獨創可攜式雷達」技轉案為例,與美國酪農系統設備開發商簽約前,雙方均未曾見面,其中便是透過專業經理人對於商業交易的專業,建立雙方信任,進而成功促成技轉案的簽約。

另一方面,如何與校內研發團隊溝通,才能讓技轉案順利運作呢?技轉中心強調「事前溝通」非常重要,在技轉案進行前,需讓研發團隊瞭解、信任技轉中心的作法,同時也會跟研發團隊溝通「專利權為學校所有」,因此技術移轉的各項決策需以技轉中心為主。田經理舉例說,過去研發團隊多會和廠商先行討論合作細節、技轉價金,但基於交情關係,研發團隊多會以較低價格進行技術移轉,這樣的做法也是國內大專院校為何技轉件數高、但單案技轉金額小的主因;為了脫離這樣的現狀,技轉中心以「商業合作」角度出發,幫技術需求者媒合、設計更佳的解決方案,廠商可以從中獲得更多的技術支持、專業建議,相對地合作價金也可以提高,讓技術價值真正呈現。

這樣的合作模式,長久下來對於廠商、研發團隊來說,都是雙贏的;至於,過去會與研發團隊自行談妥技轉的廠商,也認知到技轉必須透過校方同意,私下與研發團隊接觸或達成協議是無法獲得校方承認的,進而轉與技轉中心洽談各項合作事宜,由技轉中心規劃更佳的合作方案,協助廠商進行技術移轉。

「獨創可攜式雷達」技轉案成功案例分享

2015年11月轟動電子通訊領域的「獨創可攜式雷達」技轉案,在開始與美國接洽前,長達6年的尋尋覓覓,終於覓得知音,並在短短8個月內完成技轉簽約。在訪談中,技轉中心大方分享「獨創可攜式雷達」技轉案,從第一次接觸到簽約的點點滴滴,以下是此技轉案的重要紀錄:

1.技術背景介紹
電機系洪子聖教授的「獨創可攜式雷達」技術原為中山大學與工研院合作的技術之一,該項發明主要是可以藉由一創新的自我注入鎖定式(SIL, Self-Injection Locked)雷達,以非接觸方式偵測外界的動作,尤其是人體的心跳、呼吸、脈搏等生理數據。中山大學希望藉由工研院的技轉及技術能量,發展合適的應用領域,尋找產業技轉對象。在這樣的前提下,2010年該技術獲得第1件專利後,陸續申請了16件專利進行完整的專利布局。

可攜式雷達技術主要是透過SIL雷達高靈敏的特性,進一步偵測微弱的動作位移,除了可以即時監控生理健康狀況外,亦可長時間紀錄生理訊號並進行各項衍生應用。因此授權工研院技術推廣期間,工研院試圖將此技術與生醫照顧、醫療照護領域技術結合,以紀錄人類的生理訊號,進而提供更佳的醫療照護品質。但在技術推廣過程中,業者多希望技術可以馬上商業化運用,因此長達6年都無法實際進行技術移轉。為了讓此項技術可以重新尋找技轉契機,中山大學將此項技術的主導權移回學校,並積極開始在業界曝光。

2.與美方合作緣起
在歐美國家,牛隻是重要的糧食來源之一,因此國家對於牛隻管理訂有嚴格的標準,一旦牛隻發生傳染病或大量死亡,畜牧場都可能被祭以重罰,所以若能有效監測牛隻生理資訊,便可有效協助畜牧場管理牛隻健康或進行疾病預防,提升牛隻健康狀況。此案的技術求者是美國某一酪農系統設備開發商(以下簡稱:技術需求廠商),在中山大學大量向外界推廣技術的機緣下,接觸到此技術,並以e-mail聯繫校方,詢問此技術是否可利用來進行牛隻生理訊號的紀錄。

3.技術需求廠商背景調查
在技轉中心與技術需求廠商聯繫後,為了先瞭解對方的營運狀態,技轉中心積極蒐集技術需求廠商的營運資料,並向對方索取經理人背景、研發規劃、財報等資訊,以進一步掌握廠商對技術的需求方向、長期營運的能量,以及是否有實力實施此技術,以確保技術可真正被商業化運用,雙方合作可以長長久久。

4.第一階段—尋找農場,進行原型測試
對於「獨創可攜式雷達」是否可延伸應用在牛隻生理監測上,全球的研究文獻上並無相關記載,只能進行透過試驗,確認是否可實施。技轉中心與技術需求廠商提議,可支付小額測試費用,由中山大學透過「原型(Prototype)」方式進行實測,讓技術需求廠商可以提高對技術的瞭解與信心;同時也與對方議定,待原型機完成後,將尋找畜牧場實際測試,並紀錄相關實測數據,且拍攝紀錄影片,以讓雙方都可以完整瞭解測試成果。

在此測試階段啟動之初,因開發原型機需要經費挹注,但此計畫卻無校方、政府的研究補助資源可用,因此技轉中心便協助研發團隊與工研院、科技部聯繫,申請研發經費投入原型機開發;此外,也與畜牧場、獸醫等聯繫,希望相關單位可以協助進行牛隻的生理資訊紀錄,以促成原型機測試的順利進行。

經過測試後,技術需求者對於測試成果相當滿意,因此也依照中山大學的提議,支付1萬元美金,並由中山大學將原型機運送至美國,讓技術需求廠商於畜牧場中進行相關測試。

5.第二階段—廠商實測及技術改良
位於美國的技術需求廠商,在取得原型機後,於牧場中進行開始進行為期3個月的測試,確認其可用性;測試期間對方對於訊號抓取提出疑問,而研發團隊也透過遠距溝通提供相關技術諮詢、並做改良,以調整至較佳狀態,讓技術需求廠商可以順利進行後續的商業測試。

田經理表示,在整個技轉過程中,研發團隊至此才參與其中,提供技術上的協助,其餘過程都由技轉中心以商業合作模式,與技術需求廠商進行各項溝通。

6. 第三階段—商業測試,並簽訂授權合約
在技術改良後,技術需求廠商開始進行試量產及商業測試;至此,技轉案才告開花結果,雙方簽署「非專屬授權」合約,授權金為美金200萬元、其後每年可收取全球銷售額3%衍生利益金作為技術移轉費用。田經理說,在這個技轉案中,直至簽約才與對方第一次見面,接觸期間均藉著電話、視訊及e-mail進行溝通,透過第一至第三階段的測試,讓技術產需求廠商深具信心,授權案圓滿達成。

在整個技轉案的進行中,技轉中心全權處理合作細節商討、找資源測試、談判、合約擬定等事務,以商業合作角度與技術需求者進行溝通,建立合作信任感;而研發團隊則在技轉中心的支持下,可心無旁騖的專精在技術領域,進行技術突破,滿足技術需求廠商的需求,雙方合作無間、成功出擊。

在此技轉案中,另外值得一提的是「技術移轉費用」的協商。在技轉案中,技術是否得以商業化風險甚高,除了技術層面,更牽涉到技術需求廠商本身的營運、技術、行銷等能量,廠商也負擔了相對的風險成本,故在「技術移轉費用」的設計上,中山大學在商品上市前,並未向廠商收取技術移轉費用,而自行吸收上市前的技術移轉成本,此設計一來可以讓學校無須對商品化成功與否負擔責任,二來也可以促使技轉中心與研發團隊更積極與廠商合作,加速其產品上市的腳步。如此一來,技術移轉廠商可減省上市前的技術移轉金支出,將資源投入市場推廣,加速技術商品化上市,對於雙方都是各蒙其利。

穿針引線,縮短產學落差

在「獨創可攜式雷達」技轉案的過程中,技轉中心也深深體會到臺灣與美國廠商在思維上的差異。當前臺灣技術需求者,多是希望購入的技術可以直接商業化應用,為公司帶來立即的利潤或降低成本;而美國技術需求者,多是從公司未來技術發展角度思考,希望外部技術可以融入公司研發領域,提高產品的獨特性,以在市場走出另一片不同的天地。

田經理提到,「獨創可攜式雷達」技術在與美國接觸前,技轉中心已在國內進行技術曝光、推廣,但推廣過程並不順利,諸多上市、上櫃公司多是認為此技術過於「基礎」,難以找出合適的「商業應用」的方向,對於此技術興趣缺缺。反觀,國外廠商則是「利用性」為優先考量,詢問基礎技術是否在公司發展的技術領域中可以實現、擴大運用,同時偏好基礎技術,希望可以利用基礎的技術,強化公司的技術能力。

目前對於「獨創可攜式雷達」技術,技轉中心已規劃出15項以上的應用領域,且成為國內廠商熱烈詢問的技術之一,其中不乏早期拒絕此技術的大廠。對於這樣的轉變、差異,技轉中心相當感慨,認為產業時常提到「產學落差」是否真的存在?或僅是因為國人的思考方式,導致許多有商業應用價值的技術被束之高閣呢?對於這樣的現況,技轉中心每每在廠商與學校接觸技轉案時,都會先行試探廠商對於公司未來的技術發展方向的想法,以及取得技術的主因,以掌握廠商實際需求,且讓技術可被真正的行家所利用,展現技術價值。

此外,在技轉過程中,若面對產業提出學校設備或技術無法與產業匹敵時,技轉中心亦會建議廠商可以透過「技術評估」或「建構原型測試」的方式,讓產業瞭解技術的實施效果。在「技術評估」部分,由學校提供技術與研發團隊、廠商提供場地與設備,讓研究團隊可以進駐產業,進行技術的確認;「建構原型測試」的模式,則是循獨創可攜式雷達的授權方式,由廠商支付小額價金,建立原型進實際測試,以讓廠商瞭解到技術的實況。

在技轉中心的努力下,希望可以挑選出技術發展實力的廠商,也透過「技術評估」或「建構原型測試」讓廠商瞭解到技術的應用層面與成效,促成技轉案向前邁進,提高雙方合作的意願,使產業技術再創新、升級。

重視專利品質、商業化價值,充分運用智財資源

早年國內大專院校為了展現學校的研究能量,在科技部補助下,多申請有大量的專利;時至今日,我們可以發現許多學校的專利申請件數開始下滑,主要是因為各校發現專利若無能商業化應用,就如同壁紙般沒有具體價值性,加上沈重的專利維護費、科技部專利申請費補助逐年下降,更加速各校省思「專利價值」的重要性。

觀察中山大學的專利申請件數,目前國內、外共有1,600多件,但在2010年以後,專利件數開始有下滑的趨勢,就臺灣案來看近三年的申請數量大約僅有2010年的一半。對於這樣的轉變,馬主任表示,學校對於專利申請案的審查,已轉為以「有效發明」為優先考量,專利審查過程中,委員會檢視該項技術是否具備「商業化應用」價值,若無則不作申請、或轉由研發團隊自費申請,待專利獲證或授權成功後再行歸艦。

另一方面,對於專利維護的評估,也以「商業化價值」為指標。在校內的進行專利定期盤點時,若是發現校內專利經過3年都無法進行授權或做其他利用,技轉中心便會向科技部報備,放棄專利維護;如此一來才能達到「節流」的效果,降低學校在專利維護費用上的支出;或是將其利用「組合授權」的方式,授權產業利用,達到「開源」的目的。在開源節流的操作下,目前中山大學仍持續維護的專利約有600多件,且都是具有商業應用價值的專利,可以成為技轉中心服務產業的有效發明。

技轉經理人態度,決定技轉成敗

中山大學的技術移轉作法有別一般大專院校,除技轉與產學分家外、也主導整個技轉案的進行,不仰賴研發團隊由產學合作案中衍生技轉成果。在這樣的環境中,技轉專業經理人的作法、特質,成為影響校內技轉案成功與否的關鍵因素。田經理與我們分享到,一位好的技轉專業經理人要具備以下能量:

1.富有冒險精神
擔任技轉業務的專業經理人,「富有冒險精神」是必要條件。以「獨創可攜式雷達」技轉案為例,在雙方未曾碰面、且不曾有合作關係的背景下,要建立雙方信任感,便需要大膽的提出解決對策,降低廠商疑慮、提高合作機率,例如:透過農場進行實測,增加對方對技術的信心一事,若是實測無法說服廠商投資,技轉中心為了實測,而尋找工研院、畜牧場、獸醫等投入都會化為烏有,所以專業經理人必須能承擔這些風險,才能開創技轉先機。

此外,由於校內研發團隊專精技術發展,對於產業的商業行為、市場行銷等都是陌生的,因此專業經理人也需要從學校走出去,深入產業、瞭解產業需求,並將產業的需求跟自己的想法,翻譯傳遞給研發團隊瞭解,以發展出產業需要的技術,促成合作的繼續進行,讓校內的技術水準提升、商業價值加分。

2.具備法律專業
除了冒險精神外,專業經理也具備「法律」專業,方能在合約中釐清彼此的權利義務。綜觀國內大多數的技轉單位,都是提供制式合約作為技轉簽約使用,田經理認為這樣的作法是發生技轉爭議的源頭;由於技轉人員無法充分掌握法律文字,在訂約過程中需要仰賴法律人員的協助,處於被動狀態,難以即時掌握、應付合作案中的權利義務釐清,造成日後雙方對於文字模糊地帶的各執其詞,破壞合作關係。因此,若是技轉人員具備法律專業,就可針對產業提出的事項,以契約文字進行定義,讓雙方合作無間。

3.掌握校內研發技術動態
在服務產業的過程中,專業經理人需要對校內的技術研發有一定的瞭解,才能在產業提出需求時,找出合適的技術、滿足產業需要。田經理形容專業經理人要像「八爪章魚」一樣,掌握校內技術的獨特性,關心研發團隊申請專利的起心動念、未來發展,累積技術掌握度、快速媒合。

那專業經理人如何提高自己對校內技術的熟悉度呢?建議作法如下:
(1)在研發團隊提出專利申請案時,可透過技術評估,與研發團隊請益,找出技術的可專利性,並掌握各研發團隊的技術專長。
(2)觀察產學合作案的進行,與研發團隊商議是否進行專利布局,進行技術保護,並作為後續技轉的題材。
(3)定期檢視校內專利申請案,瞭解申請專利保護的各項技術,累積自己對於各領域技術發展的認識,掌握技術動態。

4.切入廠商真正需求
一位好的專業經理人,需要具備獨到的商業眼光,瞭解廠商的真正需求,並以此為雙方合作的基礎,快速發展合作關係。田經理說,專業經理人在上談判桌前,可以透過多方資料蒐集、或向校內研發團隊請教,瞭解廠商在現階段的產品、營運狀態、技術瓶頸、甚至生產設備可能發生的問題,事前充分掌握廠商可能提出的需求,甚至預估廠商透過技轉合作,可以為公司帶來的收益等資訊,擬定合作計畫、技轉金額、談判策略等,讓技轉合作案開端就切入重點;甚至,也可請廠商邀集負責人、法務、研發等高階主管共同與會,可以在會議中充分溝通、找出最佳的合作方案,避免在溝通階段因高階主管未參與,因下屬的「資訊傳遞落差」,錯失合作機會,加速雙方合作的進行。

總結

在本次與中山大學技轉中心的訪談中,我們看到了有別於國內大專院校的作法,包括:產學技轉獨立運作、技轉中心主導技轉案方向、研發團隊不介入技轉談判等,這些都是中山大學打破國內技轉案以量取勝現況的獨門秘訣;此外,對於臺灣技轉案量始終無法放大的困境,田經理分析主要原因在於國內廠商尚未能國外廠商一樣,以長遠眼光思考技術的可應用性,大多仍侷限於馬上使用、降低成本的層次,因此未能將國內許多有價值性的基礎研究,結合公司技術發展藍圖,找出創新發展方向,打造技術競爭力,與國際大廠一較長短,甚是可惜!另外,由於台灣仍以「代工」為主體,對於技術的需求量低,也是台灣技轉遲遲無法顯著成長的因素之一。

在現今的產業環境中,經營者若能結合國內充沛的研究產出,重新思考產品定位、轉型,方能在激烈的全球競爭中,走出獨特的經營之路;而學術單位的研發團隊們,也可以在技轉單位的牽線下,讓純理論的研究,往回退一點與商業應用結合,共同擦出火花、相互成長,方能活化國內研究成果,帶動產業演化、強健產業體質。

受訪人:中山大學技術移轉中心馬誠佑主任、田勝侑專案經理


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 2016-08-02 23:54個人資料傳送 Email 給 jason
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 非接觸式生理訊號無線感測技術 物聯網新世界中扮關鍵要角

2016/10/18 電子時報

我在1992年時到中山大學任教,與台積電、聯發科、日月光等公司於通訊半導體領域有著長期的合作。2009年時,我到美國佛州大學擔任電腦工程學系訪問教授。

美國的環境比較創新,當時,台灣的感測器還未應用在醫療領域上,但佛州醫學中心就已經有不少感測器應用在醫療上,另外,佛州也是畜牧大州,當時也有很多感測技術應用在提升農作物的品質上。

我在美國的時候,與當時的接待教授林仁山交好,林教授也做了很多的感測器。有一天,我與林仁山中午在醫院的餐廳一起吃飯,他談到人的生理訊號像是呼吸、心跳等都很微弱,所以感測器的靈敏度很重要。

我的專長在無線通訊,無線通訊解決雜訊的方法有很多,其中採用自我注入鎖定式(Self-Injection Locked;SIL)雷達可以降低相位雜訊,我認為這個方法應該可以偵測到微弱的呼吸與心跳,具有靈敏度高的效果,而且還有體積小、功率低的優點,相當值得開發。

當我靈光乍現出現這個想法後,我告知台灣的學生,要他們進行實驗,希望能有一個初步的驗證,學生們把實驗結果拍成影片寄到美國來給我,初期的成果相當符合我的期待,因此半年後我從美國回到台灣,就開始著手進行非接觸式生理訊號感測技術的開發。

非接觸式生理訊號感測技術早在1970年代就被應用在生命徵象偵測用途上,例如用於搜尋地震瓦礫堆下的生還者。隨著電子科技的進步,此一技術於2000年代開始朝向健康照護產品發展,監測預防因呼吸道受阻的嬰兒猝死症便是主要應用之一。

近年來由於資通訊科技發展神速,結合智慧型手機、平板等各種個人行動裝置與各式生醫感測器的產品,已成為時下熱門的個人健康監測設備,行動醫療及身域網路等新興科技與服務應運而生。而 Google glass、Nike sportwatch、New Balance headphone等產品概念掀起的穿戴式裝置風潮,更進一步帶動生理訊號感測技術的普及應用。

這些長期配戴在身上的眼鏡、手錶、耳機等裝置,因具有無線通訊功能,更有利於蒐集身體上各式生理訊號,並利用如藍牙的個人區域網路(PAN),將數據傳遞至個人行動裝置做進一步的健康資訊分析。

更甚者,南韓Samsung Galaxy S4智慧型手機的Air Gesture功能及日本Sony Xperia Sola智慧型手機的Floating touch功能,率先將手勢感測應用於個人行動裝置。Samsung Galaxy S4與Sony Xperia Sola成功利用手勢感測方式取代部分螢幕觸控功能,引人注目,原理是利用紅外線發光二極體 (LED)及光學感測器來偵測簡單手勢。最近還有仿效Microsoft Kinect遊戲機,發展出具有深度感測功能的光學影像感測器,可以辨認更複雜的手勢,增強手勢控制的功能。

只是上述這些使用光學方式的手勢感測技術,容易受到背景光線明暗影響,且功耗大(約數百mW),用於觸控時反應也較慢。現今感測振動或移動中的目標物最靈敏的技術,還是以偵測Doppler效應的雷達系統為首選。一般而言,短距離(short range)偵測用的雷達可概分為超寬頻(UWB)雷達與連續波(CW)雷達。只是UWB及CW雷達技術各有優缺點。

我研究的SIL創新短距離雷達技術,具有類似UWB雷達抗拒回波影響的能力,又保有CW雷達架構簡單的優點,擁有低功耗及低成本優勢,適合安裝在各種手持及穿戴式智慧型裝置中。

我在回到台灣後,意識到新的技術必須要有嚴密的專利布局保護,因此我在2010年時,就開始與工研院合作,現在已經擁有超過20件專利;此外,在工研院的協助下,我們也將雷達系統小型化及模組化,完成包含雷達電路板、保護外殼、微波零組件、生理感測訊號處理設備等的展示樣機製作,達到可商業運用的價值。

2014年時,美國畜牧業者Vitalmetric看到了我們的專利,開始與我們接觸,在經過驗證後,這家公司於2015年與中山大學及工研院簽訂了200萬美元的授權契約,主要應用於畜牧業的牛隻生理監測。

美國是畜牧大國,在採集牛乳的觀念與技術上相當領先,現在美國已經有許多牧場使用機器人自動擠奶,過去用人力擠奶的方式,一天可採集兩次牛乳,但在使用機器人擠奶後,採集次數可增加至五次之多,有助於提高產量,但缺點是乳牛死亡率將從3%提升至10%,為了減少牛隻死亡,Vitalmetric因此透過技轉,採用SIL創新短距離雷達技術監控牛隻的健康情形。

以往牛隻是否健康,端賴牛隻的踏步情況來判斷,如果牛隻健康,則會有規律的踏步,因此過去的檢測方式是將計步器裝在牛隻身上,以踏步情形來做判斷。透過本雷達系統,可以非接觸方式監測牛隻生理狀態,更精確的掌握牛隻的健康情形,進而控管乳品及牛隻的繁殖品質。工研院表示,這項產品若確認應用於畜牧業可行,將可促成廠商提供OEM相關訂單超過100台。

除用於養殖業各種動物生理數據監控及受圈養動物監控外,SIL雷達技術還可應用於遠端醫療照護及嬰幼兒照護等生理監控、健康照護之用;若是在機器人身上安裝感測器,還可以偵測全家人的生理訊號,再連上雲端進行健康分析,將可擴大家庭健康照護的範圍。

此外,這套系統還可用於智慧家庭甚至是反恐或人質搜救,或國防用途等方面;另外,現在的智慧手錶或智慧手環等行動裝置,都需要與皮膚接觸,但SIL雷達技術不需要與人體接觸就可進行偵測,這也將帶給未來產品新的想像與應用空間。

現在大家都講物聯網,我認為物聯網最重要的靈魂就是感測技術,而且物聯網只要有一個技術環節是創新的,就可激發出更多意想不到的新應用出現,這是我認為SIL雷達技術的可貴之處。未來這個技術不只可以偵測呼吸、心跳,甚至還可以測量血壓與體溫等,可幫助人類提早預防疾病的出現,達到早期治療的效果。

未來,我們規劃進一步善用環境中的4G與Wi-Fi等無線電波,發展感測生理訊號與手勢訊號的無波源雷達,並開發運動器材、智慧家庭與虛擬實境等應用,進一步擴展這個技術的可發展性。

因為這是一個全球獨有的前瞻性技術,因此我不希望這個技術只是做現有產品的取代,因為現有產品的取代往往只會形成價格的破壞,不見得會對人類世界有所貢獻,我希望這個新技術可以激發新的創新應用出現,進一步造福全人類。(洪子聖口述,記者郭靜蓉整理)

洪子聖為台灣大學電機系學士,美國加州大學洛杉磯分校電機系碩士與博士。歷任中山大學電機系副教授與教授、電信研究發展中心主任與通訊所所長,現職為中山大學電機系特聘教授。研究專長在無線系統封裝與雷達感測器。


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